自动控制原理

第一章第二章

一、单项选择题

1、适合应用传递函数描述的系统是 ( ) 。 （分数：1分） A. 单输入，单输出的线性定常系统 B. 单输入，单输出的线性时变系统 C. 单输入，单输出的定常系统 D. 非线性系统

正确答案：A

2、

采用负反馈形式连接后，则 ( )。

（分数：1分）

A. 一定能使闭环系统稳定 B. 系统动态性能一定会提高

C. 一定能使干扰引起的误差逐渐减小，最后完全消除 D. 需要调整系统的结构参数，才能改善系统性能

正确答案：D

3、若某负反馈控制系统的开环传递函数为，则该系统的闭环特征方

程为 ( ) 。 （分数：1分）

A. s(s+1)=0 B. s(s+1)+5=0 C. s(s+1)+1=0

D. 与是否为单位反馈系统有关

正确答案：B

4、关于传递函数，错误的说法是 ( ) 。 （分数：1分） A. 传递函数只适用于线性定常系统；

B. 传递函数不仅取决于系统的结构参数，给定输入和扰动对传递函数也有影响； C. 传递函数一般是为复变量s的真分式； D. 闭环传递函数的极点决定了系统的稳定性

正确答案：B

5、

非单位负反馈系统，其前向通道传递函数为G(S)，反馈通道传递函数为H(S)，当输入信号为R(S)，则从输入端定义的误差E(S)为 ( )。

（分数：1分） A. E(S)=R(S)*G(S)

B. E(S)=R(S)*G(S)*H(S) C. E(S)=R(S)*G(S)-H(S) D. E(S)=R(S)-G(S)H(S)

正确答案：D

6、梅逊公式主要用来（ ） 。 （分数：1分） A. 判断稳定性 B. 计算输入误差 C. 求系统的传递函数 D. 求系统的根轨迹

正确答案：C

7、信号流图中，在支路上标明的是（ ） 。 （分数：1分） A. 输入 B. 引出点 C. 比较点 D. 传递函数

正确答案：D

8、

已知

（分数：1分） A. 0 B. ∞ C. 0.75 D. 3

，其原函数的终值（ ）。

正确答案：C

9、

通过测量输出量，产生一个与输出信号存在确定函数比例关系值的元件称为（ ）。

（分数：1分） A. 比较元件 B. 给定元件 C. 反馈元件 D. 放大元件

正确答案：D

10、系统的输入不受输出影响的系统称为（ ）。 （分数：1分） A. 开环控制系统 B. 闭环控制系统 C. 反馈控制系统 D. 复合控制系统

正确答案：A

11、数学模型是（ ）（或差分）方程的系统称为线性系统。 （分数：1分） A. 积分 B. 微分 C. 线性微分 D. 非线性微分

正确答案：C

12、

按控制系统的（ ）可分为线性系统和非线性系统。

（分数：1分） A. 数学模型 B. 内部信号特征 C. 输入信号变化规律 D. 输入与输出项的数目

正确答案：A

13、

与开环控制系统相比较，闭环控制系统通常对（ ）进行直接或间接地测量，通过反馈环节去影响控制信号。

（分数：1分） A. 输入量 B. 输出量 C. 扰动量 D. 设定量

正确答案：B

14、正弦函数sinωt的拉氏变换是（ ） 。 （分数：1分） A. 1/(s+ω) B. ω/(s2+ω2) C. s/(s2+ω2) D. 1/(s2+ω2)

正确答案：B

15、传递函数反映了系统的动态性能，它与下列哪项因素有关？（ ） 。 （分数：1分） A. 输入信号 B. 初始条件

C. 输入信号和初始条件 D. 系统的结构参数

正确答案：D

16、对复杂的信号流图直接求出系统的传递函数可以采用( ) 。 （分数：1分）

A. 终值定理 B. 初值定理 C. 梅逊公式 D. 方块图变换

正确答案：C

17、拉氏变换将时间函数变换成（ ） 。 （分数：1分） A. 正弦函数 B. 单位阶跃函数 C. 单位脉冲函数 D. 复变函数

正确答案：D

18、线性定常系统的传递函数，是在零初始条件下（ ） 。 （分数：1分）

A. 系统输出信号与输入信号之比 B. 系统输入信号与输出信号之比

C. 系统输入信号的拉氏变换与输出信号的拉氏变换之比 D. 系统输出信号的拉氏变换与输入信号的拉氏变换之比

正确答案：D

19、函数

的拉氏变换是（ ） 。 （分数：1分）

A. ω/[(s+a)2+ω2] B. a/[(s+a)2+ω2] C. 1/[(s+a)2+ω2] D. (s+a)/[(s+a)2+ω2]

正确答案：D

20、对于代表两个或两个以上输入信号进行（ ）的元件又称比较器 。 （分数：1分） A. 微分 B. 相乘 C. 加减 D. 相除

正确答案：C

第三章

一、单项选择题 1、

系统型次越高，稳态误差越（ ）。

（分数：1分） A. 越大 B. 越小 C. 不变 D. 不确定

正确答案：A

2、对于一阶、二阶系统来说，系统特征方程的系数都是正数是系统稳定的（ ） 。 （分数：1分） A. 充分条件 B. 必要条件 C. 充分必要条件 D. 以上都不是

正确答案：C

3、已知负反馈系统的开环传递函数为，则该系统的闭环

特征方程为 （ ）。 （分数：1分）

A. s2+6s+100=0

B. s2+6s+100+(2s+1)=0 C. s2+6s+100+1=0

D. 与是否为单位反馈系统有关

正确答案：B

4、

系统特征方程为

（分数：1分） A. 稳定

B. 单位阶跃响应曲线为单调指数上升 C. 临界稳定

D. 右半平面闭环极点数Z=2

，则系统 ( )。

正确答案：C

5、系统在

作用下的稳态误差，说明 ( ) 。 （分数：1分）

A. 型别υ＜2 B. 系统不稳定 C. 输入幅值过大

D. 闭环传递函数中有一个积分环节

正确答案：A

6、高阶系统的主导闭环极点越靠近虚轴，则系统的 ( ) 。 （分数：1分） A. 准确度越高 B. 准确度越低 C. 响应速度越快 D. 响应速度越慢

正确答案：D

7、已知系统的开环传递函数为（分数：1分） A. 50 B. 25 C. 10 D. 5

，则该系统的开环增益为 ( )。

正确答案：C

8、关于线性系统稳态误差，正确的说法是：( ) 。 （分数：1分）

A. 一型系统在跟踪斜坡输入信号时无误差 B. 减小系统开环增益K可以减小稳态误差 C. 增大系统开环增益K可以减小稳态误差

D. 增加积分环节可以消除稳态误差，而且不会影响系统稳定性

正确答案：C

9、

已知单位反馈系统的开环传递函数为

时，系统的稳态误差是( )。

（分数：1分） A. 0 B. ∞ C. 10 D. 20

，当输入信号是

正确答案：D

10、已知系统的开环传递函数为，则该系统的开环增益为

( )。 （分数：1分）

A. 100 B. 1000 C. 20

D. 不确定

正确答案：C

11、二阶欠阻尼系统的性能指标中只与阻尼比有关的是 （ ） 。 （分数：1分）

A. 上升时间 B. 峰值时间 C. 调整时间 D. 最大超调量

正确答案：D

12、一阶系统G(s)=A. 不变 B. 不定 C. 愈小 D. 愈大

的放大系数K愈小，则系统的输出响应的稳态值

（ ） 。 （分数：1分）

正确答案：C

13、一闭环系统的开环传递函数为（分数：1分）

A. 0型系统，开环放大系数K为2 B. I型系统，开环放大系数K为2 C. I型系统，开环放大系数K为1 D. 0型系统，开环放大系数K为1

，则该系统为（ ） 。

正确答案：C

14、系统稳定的充分必要条件是其特征方程式的所有根均在根平面的（ ） 。

（分数：1分） A. .右半部分 B. 左半部分 C. 实轴上 D. 虚轴上

正确答案：B

15、

根据系统的特征方程

（分数：1分） A. 稳定 B. 不稳定

，可以判断系统为（ ） 。

C. 临界稳定 D. 不确定

正确答案：B

16、若二阶系统的调整时间长，则说明（ ） 。 （分数：1分） A. 系统响应快 B. 系统响应慢 C. 系统的稳定性差 D. 系统的精度差

正确答案：B

17、

已知系统的单位斜坡响应函数是（ ）。

（分数：1分） A. 0.5 B. 1 C. 1.5 D. 2

，则系统的稳态误差是

正确答案：A

18、

单位反馈系统开环传递函数为其位置误差为（ ） 。

（分数：1分）

A. 2 B. 0.2 C. 0.5 D. 0.05

，当输入为单位阶跃时，则

正确答案：C

19、

设系统的特征方程为征的个数有（ ）。

（分数：1分） A. 0 B. 1 C. 2 D. 3

，则此系统中包含正实部特

正确答案：C

20、若保持二阶系统的ζ不变，提高ωn，则可以（ ） 。 （分数：1分） A. 提高上升时间和峰值时间 B. 减少上升时间和峰值时间 C. 提高上升时间和调整时间 D. 减少上升时间和超调量

正确答案：B

21、二阶系统的传递函数分）

A. 临界阻尼系统 B. 欠阻尼系统 C. 过阻尼系统 D. 零阻尼系统

，则该系统是（ ） 。 （分数：1

正确答案：B

22、当输入为单位加速度且系统为单位反馈时，对于I型系统其稳态误差为（ ） 。 （分数：1分） A. 0 B. 0.1/k C. 1/k D. ∞

正确答案：D

23、以下关于系统稳态误差的概念正确的是（ ） 。 （分数：1分） A. 它只决定于系统的结构和参数 B. 它只决定于系统的输入和干扰

C. 与系统的结构和参数、输入和干扰有关 D. 它始终为0

正确答案：B

24、系统特征方程式的所有根均在根平面的左半部分是系统稳定的（ ）。 （分数：1分） A. 充分条件 B. 必要条件 C. 充分必要条件 D. 以上都不是

正确答案：C

25、已知二阶系统单位阶跃响应曲线呈现出等幅振荡，则其阻尼比可能为（ ） 。 （分数：1分） A. 0.707 B. 0.6 C. 1

D. 0

正确答案：D

第四章

一、单项选择题

1、若系统增加合适的开环零点，则下列说法不正确的是 ( ) 。 （分数：1分）

A. 可改善系统的快速性及平稳性 B. 会增加系统的信噪比

C. 会使系统的根轨迹向s平面的左方弯曲或移动 D. 可增加系统的稳定裕度

正确答案：B

2、确定根轨迹大致走向，用以下哪个条件一般就够了（ ）。 （分数：1分） A. 特征方程 B. 幅角条件 C. 幅值条件

D. 幅值条件+幅角条件

正确答案：D

3、当Kr取某值时，根轨迹可能与虚轴相交，说明此时闭环特征方程有（ ）。 （分数：1分） A. 正实根 B. 负实根 C. 不确定 D. 纯虚根

正确答案：D

4、零度根轨迹与180根轨迹的（ ）条件相同。 （分数：1分） A. 幅值 B. 相交

C. 幅值和相交 D. 无关

正确答案：A

5、根轨迹的终止角是指终止于某开环复数零点的根轨迹在终点处的切线与（ ）方向的夹角。 （分数：1分） A. 正实轴 B. 负实轴 C. 正虚轴

D. 负虚轴

正确答案：A

6、开环传递函数为数：1分） A. （-2，∞） B. （-5，2） C. （-∞，-5） D. （2，∞）

，则实轴上的根轨迹为（ ） 。 （分

正确答案：C

7、系统的开环传递函数为数：1分）

A. （-2，-1）和（0，∞） B. （-∞，-2）和（-1，0） C. （0，1）和（2，∞） D. （-∞，0）和（1，2）

，则实轴上的根轨迹为（ ） 。 （分

正确答案：B

8、如果系统的开环零点数超过极点数，则根轨迹的分支数等于（ ）。 （分数：1分） A. 开环极点数 B. 开环零点数 C. 闭环极点数 D. 闭环零点数

正确答案：B

9、

对于以下情况应绘制0°根轨迹的是( )。

（分数：1分）

A. 主反馈口符号为“-”

B. 除Kr外的其他参数变化时 C. 非单位反馈系统

D. 根轨迹方程（标准形式）为G(s)H(s)=1

正确答案：D

10、若某系统的根轨迹有两个起点位于原点，则说明该系统( ) 。 （分数：1分）

A. 含两个理想微分环节 B. 含两个积分环节 C. 位置误差系数为0

D. 速度误差系数为0

正确答案：B

11、若两个系统的根轨迹相同，则有相同的（ ） 。 （分数：1分） A. 闭环零点和极点 B. 开环零点 C. 闭环极点 D. 阶跃响应

正确答案：C

12、开环传递函数为G(s)H(s)=1分）

A. (-3，∞) B. (0，∞) C. (-∞，-3) D. (-3，0)

,则实轴上的根轨迹为（ ）。 （分数：

正确答案：C

13、主导极点的特点是（ ） 。 （分数：1分） A. 距离虚轴很近 B. 距离实轴很近 C. 距离虚轴很远 D. 距离实轴很远

正确答案：A

14、根轨迹上的点应满足的幅角条件为A. -1 B. 1

C. ±(2k+1)π/2 (k=0,1,2,?) D. ±(2k+1)π(k=0,1,2,?)

正确答案：D

（ ）。 （分数：1分）

15、设单位负反馈控制系统的开环传递函数，其中K>0，a>0，

则闭环控制系统的稳定性与（ ） 。 （分数：1分）

A. K值的大小有关 B. a值的大小有关 C. a和K值的大小无关 D. a和K值的大小有关

正确答案：C

16、实轴上分离点的分离角恒为（ ）。 （分数：1分）

?A. ±45° B. ±60° C. ±90° D. ±120°

正确答案：C

17、

根轨迹的起始角，是根轨迹在复数起点处的切线与（ ）方向的夹角。

（分数：1分） A. 正虚轴 B. 正实轴 C. 负虚轴 D. 负实轴

正确答案：B

18、下列哪种措施能够提高系统的暂态性能 ( ) 。 （分数：1分） A. 增加开环极点

B. 在积分环节外加单位负反馈 C. 增加开环零点

D. 在积分环节外加单位正反馈

正确答案：C

19、

当系统开环传递函数G(s)H(s)的分母多项式的阶次n大于分子多项式的阶次m时，趋向s平面的无穷远处的根轨迹有( )。

（分数：1分） A. n-m条 B. n+m条 C. n条 D. m条

正确答案：A

20、在开环传递函数中增加极点，可以使根轨迹向（ ）移动。 （分数：1分） A. 左 B. 右 C. 上 D. 下

正确答案：B

第五章

一、单项选择题

1、闭环系统的动态性能主要取决于开环对数幅频特性的（ ） 。 （分数：1分） A. 低频段 B. 开环增益 C. 高频段 D. 中频段

正确答案：D

2、下列判别系统稳定性的方法中，哪一个是在频域里判别系统稳定性的判据（ ） 。 （分数：1分） A. 劳斯判据 B. 赫尔维茨判据 C. 奈奎斯特判据 D. 根轨迹法

正确答案：C

3、

已知开环幅频特性如图2所示， 则图中不稳定的系统是( )。

（分数：1分） A. 系统① B. 系统② C. 系统③ D. 都不稳定

正确答案：B

4、下列哪种措施对改善系统的精度没有效果 ( ) 。 （分数：1分） A. 增加积分环节

B. 提高系统的开环增益K C. 增加微分环节 D. 引入扰动补偿

正确答案：C

5、关于奈氏判据及其辅助函数 F(s)= 1 + G(s)H(s)，错误的说法是 ( ) 。 （分数：1分）

A. F(s)的零点就是开环传递函数的极点 B. F(s)的极点就是开环传递函数的极点

C. F(s)的零点数与极点数相同

D. F(s)的零点就是闭环传递函数的极点

正确答案：A

6、

关于系统零极点位置对系统性能的影响，下列观点中正确的是( )。 （分数：1分）

A. 如果闭环极点全部位于S左半平面，则系统一定是稳定的。稳定性与闭环零点位置无关； B. 如果闭环系统无零点，且闭环极点均为负实数极点，则时间响应一定是衰减振荡的； C. 超调量仅取决于闭环复数主导极点的衰减率，与其它零极点位置无关； D. 如果系统有开环极点处于S右半平面，则系统不稳定。

正确答案：A

7、已知某些系统的开环传递函数如下，属于最小相位系统的是( ) 。 （分数：1分）

A. K(2-s)/[s(s+1)] B. K(s+1)/[s(s+5)] C. K/[s(s2-s+1)] D. K(1-s)/[s(2-s)]

正确答案：B

8、开环对数幅频特性的低频段决定了系统的( ) 。 （分数：1分） A. 稳态性能 B. 稳定裕度 C. 抗干扰性能 D. 快速性

正确答案：A

9、一阶系统的闭环极点越靠近S平面原点，则 ( ) 。 （分数：1分） A. 准确度越高 B. 准确度越低 C. 响应速度越快 D. 响应速度越慢

正确答案：C

10、关于线性系统稳定性的判定，下列观点正确的是 ( )。 （分数：1分） A. 线性系统稳定的充分必要条件是：系统闭环特征方程的各项系数都为正数 B. 无论是开环极点或是闭环极点处于右半S平面，系统不稳定 C. 如果系统闭环系统特征方程某项系数为负数，系统不稳定 D. 当系统的相角裕度大于零，幅值裕度大于1时，系统不稳定。

正确答案：C

11、设积分环节的传递函数为数：1分）

，则其频率特性幅值A()=（ ） 。 （分

若已知某串联校正装置的传递函数为（ ）。

（分数：1分） A. 相位滞后校正 B. 相位超前校正

C. 相位滞后—超前校正 D. 反馈校正

，则它是一种

正确答案：C

综合作业 1、计算题1 设单位反馈系统的开环传递函数为 试求系统在单位阶跃输入下的动态性能（求阻尼比，超调量，峰值时间，调节时间）。（小数点后保留两位） 关键字：【闭环传递函数|拉氏反变换|0.57|11.37|3.63|7|阻尼比|超调量】 分 数：【5|5|20|20|20|20|5|5】 2、计算题2 设某控制系统的开环传递函数为 试绘制参量k由0变至∞时的根轨迹图，并求开环增益临界值 关键字：【0|-1+j|-1-j|-2/3|起始角|±2j|4|2】 分 数：【10|10|10|20|10|10|10|20】 3、计算题3 已知某单位反馈系统的闭环根轨迹图如下图所示 1、写出该系统以根轨迹增益K*为变量的开环传递函数； 2、求出分离点坐标，并写出该系统临界阻尼时的闭环传递函数。（小数点后保留两位）

关键字：【1|0|-2|零度根轨迹|开环传递函数|分离点坐标|-0.73|1.15|闭环传递函数】 分 数：【5|5|5|5|10|10|20|20|20】 4、计算题4 已知单位负反馈系统的开环传递函数为 （1）判断系统稳定性并求相位裕量； （2）当系统有一延迟环节 果小数点后保留4位） 时，取何值才能使系统稳定；（第二问结（3）当输入为1(t),t时系统的稳态误差。 关键字：【对数幅频特性|-114.12|65.88|系统稳定|相频特性滞后|0.0958|0|1/54】 分 数：【10|10|20|10|10|20|10|10】 5、计算题5 已知系统的结构如图1 所示，其中，输入信号为单位斜坡函数，求系统的稳态误差。分析能否通过调节增益 ，使稳态误差小于 0.2。 关键字：【Ⅰ型系统|稳态误差|静态速度|误差系数|K|大于5|闭环特征方程|构造劳斯表

|小于6】 分 数：【5|5|5|5|10|20|15|15|20】 6、计算题6 某控制系统的方框图如图所示，欲保证阻尼比=0.7和响应单位斜坡函数的稳态误差为=0.25,试确定系统参数K、。（小数点后保留两位） 关键字：【开环传递函数|E(s)|C(s)/R(s)|E(s)/R(s)|0.25|31.36|0.19】 分 数：【10|10|10|10|20|20|20】 7、计算题7 某系统的开环对数幅频特性曲线如下图所示，其中虚 线表示校正前的，实线表示校正后的。求解： (1)确定所用的是何种串联校正性质的校正，并写出校正装置的传递函数 (2)当开环增益K=1时，求校正后系统的相位裕量γ，幅值裕量Kg。（小数点后保留两位） 关键字：【校正前|校正后|开环传递函数|滞后超前校正|对数幅频特性|1|-90.63|89.37】 分 数：【5|5|10|20|10|20|10|20】 8、计算题8

对于典型二阶系统，已知参数γ。（小数点后保留两位） ，试确定截止频率和相角裕度关键字：【典型二阶系统|开环传递函数|2.14|4.20|2.14|相频表达式|-117|63】 分 数：【5|10|10|10|20|5|20|20】 9、计算题9 已知最小相位系统的对数幅频特性如下图所示。试求系统的开环传递函数 （小数点后保留一位） 关键字：【比例环节|积分环节|微分环节|惯性环节|40dB|100|31.6|100|开环传递函数】 分 数：【5|5|5|5|10|20|20|20|10】 10、计算题10 已知最小相位系统的开环对数幅频特性性和串联校正装置的对数幅频特： ，判断系统的稳定性； 如下图所示，原系统的幅值穿越频率为,并求其相角裕度1、 写出原系统的开环传递函数 关键字：【比例环节|一个积分环节|两个惯性环节|100|10|20|-208|-28|不稳定】 分 数：【5|5|5|10|5|5|20|20|25】 11、计算题11

已知系统的结构如下图所示，单位阶跃响应的超调量σ%=16.3%，峰值时间tp=1s。试求： (1)开环传递函数G(s)；(2)闭环传递函数Φ(s)； (3)根据已知性能指标Mp%、 tp确定参数K及τ； (4)计算等速输入（恒速值R=1.5）时系统的稳态误差。（小数点后保留两位） 关键字：【开环传递函数|闭环传递函数|0.50|3.63|0.41|稳态误差|1.32|0.26】 分 数：【10|10|10|10|10|5|25|20】 12、计算题12 控制系统方块图如图所示： （1）当=0时，求系统的阻尼比，无阻尼自振频率误差； 和单位斜坡函数输入时的稳态（2）当=0.7时，试确定系统中的值和单位斜坡函数输入时系统的稳态误差；（小数点后保留两位） 关键字：【开环传递函数|闭环传递函数|0.36|2.83|0.25|0.25|4】 分 数：【10|10|10|10|20|20|20】 13、计算题13 某最小相位系统的开环对数幅频特性曲线如图5所示：

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/d6ox.html